(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列構造高電圧システムにおいて、
（ａ）以前のシステム運行終了ステップで高電圧パワーネットの終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）と各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定して更新し、前記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）に基づいて合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）を算出して更新するステップと、
（ｂ）現在のシステム運行開始ステップで高電圧パワーネットの開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）を測定し、前記終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）との誤差を比較するステップと、
（ｃ）各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）をリアルタイムで測定して更新し、これによって、合成絶縁抵抗値（ＲＴ）を算出して更新するステップと、
（ｄ）前記（ｃ）ステップで算出した合成絶縁抵抗値（ＲＴ）と前記（ａ）ステップで算出した合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）とをリアルタイムで比較するステップと、を含み、
前記開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）と終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）との間の誤差が基準値よりも大きいか、前記合成絶縁抵抗値（ＲＴ）が合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）よりも小さい場合、システム運行を非常停止し、
前記（ａ）ステップの合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）は、前記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうちの最小値を個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）に置換して算出した合成抵抗値であることを特徴とする並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法。
【請求項２】
システム運行が非常停止した場合、各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定して更新し、前記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）と個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）とを比較するステップをさらに含み、
前記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち、個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）よりも小さい値に対して該当単品制御器の地絡を判定することを特徴とする請求項１に記載の並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法。
【請求項３】
前記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち、個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）よりも小さい値がない場合、臨時運行可能シグナルを発生するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法に係り、より詳しくは、並列構造高電圧システムの各単品の個別絶縁抵抗値を用いてシステム非常運行を停止するか否かをより精密に判断でき、上記システム非常運行停止状況で臨時運行の可能性を判断できるようにする並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電気を動力として用いる電気自動車、ハイブリット自動車などが普及している。このように電気を動力として用いる車両は、バッテリをはじめとする複数の単品を並列接続して使用する。特に、並列集積度の高い電気バス高電圧システムは、図２に示すように、通常、１０個のバッテリと、３個のモータ及びＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）、補助インバータなど、複数の単品が並列接続されて駆動される。
【０００３】
このように複数の単品が並列接続された並列構造高電圧システムにおいて、システムの絶縁破壊の可能性を測定することは、システムの安定性のために非常に重要な事項である。従来、メインＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）上に地絡検出（ＧＦＤ：Ｇｒｏｕｎｄ  Ｆａｕｌｔ  Ｄｅｔｅｃｔ）回路を設けてシステムの合成絶縁抵抗を測定していた。または、各単品に別のＧＦＤ回路を構成して、該当単品の絶縁抵抗値ではなく、システム系の合成絶縁抵抗値を測定することもあった。
【０００４】
しかしながら、このような従来技術の場合、各単品の絶縁抵抗値ではなく、並列システム系の全体合成絶縁抵抗値を測定するため、実際の各単品の絶縁破壊の可能性を測定できない問題点があった。このように並列システム系の合成絶縁抵抗値を用いて地絡検出が行われる場合、個別単品の絶縁抵抗値が個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）以下に落ちても地絡状況を正しく判断することができない。
また、個別単品の絶縁抵抗値が個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）以下に落ちていない状況で（すなわち、地絡が発生しない状況で）、全体的に下落する場合、合成絶縁抵抗値が基準値以下に落ちることもあるが、この時、システムの地絡状況を誤認識する問題点もある。
すなわち、複数の単品が並列接続されたシステムにおいて、全体システムに対する基準値だけでは地絡状況を判断する明確な基準を提示できないため、精密なシステム制御が不可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再表２００７／０２６５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、並列構造高電圧システムの各単品に対する補助地絡検出器により個別絶縁抵抗値を測定し、これに基づいた合成絶縁抵抗地絡基準値を算出して実際の合成絶縁抵抗値と比較することにより地絡状況を判断し、システム非常運行を停止するか否かを判断できる地絡検出制御方法を提供することにその目的がある。
特に、システムの非常運行停止が発生する場合、各補助地絡検出器により測定した個別絶縁抵抗値を用いて個別単品に地絡があるか否かを再び判断し、全個別単品の地絡が発生しない場合は、臨時運行が可能であることを運転者に知らせる目的もある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明による並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法は、並列構造高電圧システムにおいて、（ａ）以前のシステム運行終了ステップで高電圧パワーネットの終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）と各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定して更新し、上記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）に基づいて合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）を算出して更新するステップと、（ｂ）現在のシステム運行開始ステップで高電圧パワーネットの開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）を測定し、上記終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）との誤差を比較するステップと、（ｃ）各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）をリアルタイムで測定して更新し、これによって、合成絶縁抵抗値（ＲＴ）を算出して更新するステップと、（ｄ）上記（ｃ）ステップで算出した合成絶縁抵抗値（Ｒ）と上記（ａ）ステップで算出した合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）とをリアルタイムで比較するステップと、を含み、上記開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）と終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）との間の誤差が基準値よりも大きいか、上記合成絶縁抵抗値（ＲＴ）が合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）よりも小さい場合、システム運行を非常停止することを特徴とする。
【０００８】
この時、上記（ａ）ステップの合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）は、上記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうちの最小値を個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）に置換して算出した合成抵抗値であることを特徴とする。
【０００９】
また、システム運行が非常停止した場合、各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定して更新し、上記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）とを比較するステップをさらに含み、上記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち、個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）よりも小さい値に対して該当単品制御器の地絡を判定することを特徴とする。
【００１０】
また、上記各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち、個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）よりも小さい値がない場合、臨時運行可能シグナルを発生するステップをさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法によれば、システムの各単品に対する個別絶縁抵抗値に基づいて合成絶縁抵抗地絡基準値を算出し、これによって、全体システムを制御することで、正確度の高い地絡検出制御方法を提供することができる。
特に、各単品の個別絶縁抵抗値のうちの最小値を個別地絡基準値に置換して上記合成絶縁抵抗地絡基準値を算出することにより、全体システムに対する厳格な地絡状況判断基準値を提示でき、これによって精密なシステム制御が可能になる。
また、地絡状況判断による非常運行停止が発生した場合、各単品の個別絶縁抵抗値をチェックすることにより地絡発生単品を追跡でき、地絡発生単品がない場合は、全体的な絶縁抵抗値が低下した状況であると判断して臨時運行が可能であると知らせる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法を示すフローチャートである。
【図２】上記バス高電圧システムに並列接続された単品の概略的な等価回路を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
本発明は、並列構造高電圧システムの地絡検出制御方法に関するものであって、メインＢＭＳが備えたＧＦＤ回路だけでなく、個別単品に対する制御器も補助地絡検出器（ｓｕｂ−ＧＦＤ）を備えることにより各個別単品に対する絶縁抵抗（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定し、これに基づいてシステムの地絡検出制御を行う。
本発明において、個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）は、各単品で測定される絶縁抵抗値を示し、個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）は、個別単品に対する地絡状況判断のための基準値を示す。また、本発明で終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）とは、システムの運行終了によるパワーネットの解除時、メインＢＭＳで測定される合成絶縁抵抗値を示し、開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）とは、システムの運行開始によるパワーネットの接続時、メインＢＭＳで測定される合成絶縁抵抗値を示す。
【００１４】
本発明で合成絶縁抵抗値（ＲＴ）は、システム運行状況における全体合成抵抗を示し、合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）は、全体システムに対する地絡状況判断のための基準値を示す。
本発明で各単品は、高電圧パワーネット（Ｐｏｗｅｒ  Ｎｅｔ）に並列接続されており、高電圧パワーネットと制御器の直流端（ＤＣ  Ｌｉｎｋ）はリレーにより接続または解除される。また、各単品の制御器はそれぞれ補助地絡検出器（ｓｕｂ−ＧＦＤ）を備えており、これは該当単品の絶縁抵抗（Ｒ１〜Ｒｎ）の測定に使用される。
【００１５】
一方、本発明による並列構造高電圧システムにおいて、メインＢＭＳのＧＦＤは、システムの運行終了によるパワーネット解除時の終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）と、システム運行開始によるパワーネット接続時の開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）とを測定する。また、上記メインＢＭＳは、各ｓｕｂ−ＧＦＤが測定した個別単品の絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）をテーブル（絶縁抵抗データテーブル）化して格納でき、これに基づいて、後述するように合成絶縁抵抗値（ＲＴ）及び合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）を算出することができる。
【００１６】
図１は、本発明の実施例による地絡検出制御方法の具体的なフローを示している。先ず、本発明による地絡検出制御方法によれば、システム運行が終了し（Ｓ１１０）、パワーネットが除去されると（Ｓ１１２）、ＧＦＤにより終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）を測定し（Ｓ１１４）、ｓｕｂ−ＧＦＤにより個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定し（Ｓ１１６）、メインＢＭＳ上の上記終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）及び個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）に対するテーブル（絶縁抵抗データテーブル）を更新する（Ｓ１１８）。
具体的には、本発明で各単品の絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）は、同一の条件を満足させるために、運行が停止する時点、すなわち、パワーネットが除去されて各制御器の直流端（ＤＣ  Ｌｉｎｋ）の放電ロジックが駆動される前の時点に測定する。この時点は、各単品がパワーネットから分離されても、ＤＣ入力端は高電圧バッテリ端と同一の電圧値を維持する条件を満足する。
【００１７】
一方、本発明で上記メインＢＭＳは、個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を用いてシステム全体の合成絶縁抵抗値（ＲＴ）を、次のような合成抵抗式の（数１）により算出することができる。
【数１】
0005715858.tif 000002
この時、本発明でメインＢＭＳは、上記ＲＴを求める（数１）と個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）に基づいて、合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）を算出することができる（Ｓ１１８）。すなわち、各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうちの最小値（Ｒｋ）を選択し、これを個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）に置換した後（Ｒｋ＝Ｒｒｅｆ）、上記合成絶縁抵抗値（ＲＴ）を求める（数１）に代入して本発明の実施例による合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）を算出することができる。
【００１８】
上記過程で算出された合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）は、メインＢＭＳ上の絶縁抵抗テーブルで更新が行われる。本発明の実施例で上記合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）は、個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）のうちの最小値（Ｒｋ）をＲｒｅｆに置換するが、これによって、上記合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）と合成絶縁抵抗値（ＲＴ）との間の差を最小にすることができる。すなわち、絶縁抵抗値の最も小さい単品の制御器で地絡が発生した場合、これを合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）に設定することにより、地絡状況に対する厳格な検出が行われ、全制御器の絶縁安定性を保障することができる。
【００１９】
本発明では上記過程により、以前の運行終了ステップにおける終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）と合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）が算出され、これを現在の運行ステップにおけるシステムの地絡状況判断に利用することができる。
先ず、システムの運行のためにＫＥＹ  ＯＮ及びパワーネットの接続が行われると（Ｓ１２０）、本発明のメインＢＭＳは、絶縁抵抗データテーブルをロードし、内部ＧＦＤ回路により開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）を測定する（Ｓ１２２）。上記メインＢＭＳは、現在測定された開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）と絶縁抵抗データテーブル上の終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）とを比較して誤差が基準値以上であるかを確認する（Ｓ１２４）。
【００２０】
高電圧システムにおいて、以前の終了ステップと現在の開始ステップとの間のインターバルが長くなると、絶縁安定性が破壊され、上記終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）と開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）との間の差が大きくなる可能性が高まる。したがって、上記開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）が、テーブルに格納された終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）よりも基準値以上に小さい場合、本発明は、地絡状況であると判断してシステム運行の非常停止を行う（Ｓ１４０）。この時、本発明によるシステムは、誤り発生シグナルを出力してパワーネットを除去することができる（Ｓ１４２）。
【００２１】
一方、上記開始合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ）と終了合成絶縁抵抗値（ＲＴｎ’）との間の誤差が基準値よりも小さい場合は、正常運行状況であると判断してパワーネットを駆動することができる（Ｓ１３０）。
本発明によれば、上記正常運行状況で、リアルタイムで合成絶縁抵抗値（ＲＴ）を測定してモニターリングすることができる（Ｓ１３４）。本発明の実施例で上記合成絶縁抵抗値（ＲＴ）は、各単品の個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）をリアルタイムで測定してメインＢＭＳ上の絶縁抵抗データテーブルを更新し、これを（数１）に代入して算出することができる。または、上記合成絶縁抵抗値（ＲＴ）は、メインＢＭＳ上のＧＦＤにより直接測定してもよい。
【００２２】
本発明では、システム運行過程中の地絡状況を検出するために、上記合成絶縁抵抗値（ＲＴ）と絶縁抵抗データテーブル上に格納された絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）とを比較することができる（Ｓ１３２）。合成絶縁抵抗値（ＲＴ）が絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）以上である場合は、正常運行状況としてシステム運行を行うが（Ｓ１３４）、合成絶縁抵抗値（ＲＴ）が絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）よりも小さい場合は、地絡状況であると判断してシステム運行の非常停止を行うことができる（Ｓ１４０）。この時、本発明によるシステムは誤り発生シグナルを出力してパワーネットを除去することができる（Ｓ１４２）。
【００２３】
一方、上記システム運行非常停止状況でも、直流端（ＤＣ  Ｌｉｎｋ）の放電ロジックが駆動される前にｓｕｂ−ＧＦＤにより個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）を測定する（Ｓ１５０）。また、各単品の制御器は、該当制御器の測定絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）が個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）以下に低下したかを確認する（Ｓ１５２）。
上記個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）未満の絶縁抵抗値を有する単品があれば、該当単品制御器の地絡を判定して該当単品に対する誤り発生シグナルを出力する（Ｓ１５４）。すなわち、システム運行非常停止状況で各単品の個別絶縁抵抗値をチェックすることにより、地絡発生単品を追跡でき、該当地絡発生単品がある場合、これに対するメンテナンスまたは交換を行うことができる。
【００２４】
しかし、上記個別地絡基準値（Ｒｒｅｆ）未満の絶縁抵抗値を有する単品が存在しない場合であれば、地絡が発生した単品がなくても全体的な絶縁抵抗値が低下した状況であることが分かる。このような場合、本発明は、運転者に対して臨時運行が可能であることを知らせる。
先ず、上記ステップＳ１５０で、測定した個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）をメインＢＭＳに伝達して絶縁抵抗データテーブルを更新させ、上記メインＢＭＳは、更新された個別絶縁抵抗値（Ｒ１〜Ｒｎ）に基づいて合成絶縁抵抗地絡基準値（ＲＴＲＥＦ）を共に更新することができる（Ｓ１６０）。次に、臨時運行が可能であることを知らせるシグナルを発生させ、ユーザがシステムを再び稼動して臨時運行を実施できるようにする（Ｓ１６２）。この時、システムの誤り発生シグナルを解除し、警告（Ｗａｒｎｉｎｇ）シグナルを発生させてもよい。
【００２５】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【図１】
0005715858.tif 000003
【図２】
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